《鍛鋼支承輥輥頸激光熔覆修復(fù)技術(shù)規(guī)范編制說明》

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《鍛鋼支承輥輥頸激光熔覆修復(fù)技術(shù)規(guī)范》

編制說明（征求意見稿）

一、工作簡況

1.任務(wù)來源

本項(xiàng)目源于2023年7月18日中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)下達(dá)的《關(guān)于印發(fā)2023年第四批中國

機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃的通知》（機(jī)械標(biāo)[2023]198號）的要求，計(jì)劃項(xiàng)目編

號：20230403，項(xiàng)目名稱：鍛鋼支承輥輥頸激光熔覆修復(fù)技術(shù)規(guī)范，任務(wù)為制定，由中國

機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出并歸口。主要起草單位：寶山鋼鐵股份有限公司、寶武裝備智能科技

有限公司等，計(jì)劃完成時(shí)間：2024年7月。

2.主要工作過程

起草階段：計(jì)劃下達(dá)后，于2023年9月1日在上海寶山召開起草工作組成立大會(huì)，確定

由寶鋼股份有限公司擔(dān)任組長單位，負(fù)責(zé)主要起草工作，同時(shí)確定了標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容、范圍、

組織形式和工作方式等。起草工作組在工作過程中廣泛收集、分析國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)和

資料，同時(shí)結(jié)合生產(chǎn)和工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)等進(jìn)行歸納和總結(jié)，形成了標(biāo)準(zhǔn)草案初稿及編制說明。

2023年10月6日在上海寶山召開工作會(huì)議，詳細(xì)討論了標(biāo)準(zhǔn)的總體架構(gòu)和各項(xiàng)具體內(nèi)

容，并對標(biāo)準(zhǔn)草案初稿進(jìn)行了認(rèn)真修改。

按照團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制修訂程序，于2023年10月25日在上海寶山召開標(biāo)準(zhǔn)討論稿研討會(huì)，對

《鍛鋼支承輥輥頸激光熔覆修復(fù)技術(shù)規(guī)范》（草案）的內(nèi)容進(jìn)行了研討。根據(jù)會(huì)議提出的

修改意見和建議，工作組對標(biāo)準(zhǔn)討論稿進(jìn)行了修改與完善，形成《鍛鋼支承輥輥頸激光熔

覆修復(fù)技術(shù)規(guī)范》（征求意見稿）及編制說明。

審查階段：

報(bào)批階段：

3.主要參加單位和工作組成員及其所做的工作

本標(biāo)準(zhǔn)主要參加單位包括寶山鋼鐵股份有限公司、寶鋼日鐵汽車板有限公司、馬鞍山

鋼鐵股份有限公司、太原鋼鐵集團(tuán)有限公司等用戶單位，寶武裝備智能科技有限公司、上

1

海江南軋輥有限公司、寶鋼軋輥科技有限責(zé)任公司等技術(shù)服務(wù)單位，以及東北大學(xué)、東華

大學(xué)、廣東腐蝕科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院等科研院所。

主要起草人：瞿海霞、彭輝、吳瓊、范群、曹彬、傅衛(wèi)、陳偉、姚利松、張?jiān)隽?、?/p>

長安、潘勛平、楊凱夫、劉常生、朱世根、吳保橋、楊萍、張國星、張志忠、陳剛、郝瑞

華、林峰、黎恒君。

所做的工作：工作組組長主持全面協(xié)調(diào)工作，負(fù)責(zé)對各階段標(biāo)準(zhǔn)的審核；本標(biāo)準(zhǔn)主要

執(zhí)筆人負(fù)責(zé)本標(biāo)準(zhǔn)的具體起草與編制；相關(guān)同志負(fù)責(zé)國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)和資料的收集、

分析及資料查證，對冷軋支承輥輥頸修復(fù)技術(shù)和方法進(jìn)行總結(jié)和歸納；相關(guān)同志負(fù)責(zé)對國

內(nèi)外冷軋支承輥輥頸修復(fù)的現(xiàn)狀與發(fā)展情況進(jìn)行全面調(diào)研，負(fù)責(zé)對各方面的意見及建議進(jìn)

行歸納和整理。

二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則、主要內(nèi)容和解決的主要問題

1.標(biāo)準(zhǔn)編制原則

（1）規(guī)范性要素的規(guī)定、編寫結(jié)構(gòu)及格式按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1

部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》編制。

（2）本標(biāo)準(zhǔn)以制定方式進(jìn)行起草。

（3）本標(biāo)準(zhǔn)的制定主要參考了表1所列的標(biāo)準(zhǔn)或文件，并結(jié)合國內(nèi)鋼鐵企業(yè)鍛鋼支承

輥輥頸修復(fù)的實(shí)際應(yīng)用情況及驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行編寫，以保證本標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)指標(biāo)的先進(jìn)性、

實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。

表1參考的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

序號標(biāo)準(zhǔn)代號標(biāo)準(zhǔn)名稱

產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS）表面結(jié)構(gòu)輪廓法表面粗糙度參數(shù)

1GB/T1031

及其數(shù)值

2GB/T1958產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS）幾何公差檢測與驗(yàn)證

產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS）表面結(jié)構(gòu)輪廓法術(shù)語、定義及表

3GB/T3505

面結(jié)構(gòu)參數(shù)

4GB/T13313軋輥肖氏、里氏硬度試驗(yàn)方法

5GB/T15546冶金軋輥術(shù)語

產(chǎn)品幾何量技術(shù)規(guī)范(GPS)表面結(jié)構(gòu)輪廓法測量標(biāo)準(zhǔn)第1部

6GB/T19067.1

分：實(shí)物測量標(biāo)準(zhǔn)

7GB/T29795激光修復(fù)技術(shù)術(shù)語和定義

8GB/T29796-2013激光修復(fù)通用技術(shù)規(guī)范

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序號標(biāo)準(zhǔn)代號標(biāo)準(zhǔn)名稱

9GB/T37400.15-2019重型機(jī)械通用技術(shù)條件第15部分：鍛鋼件無損探傷

10JB/T4120大型鍛造合金鋼支承輥技術(shù)條件

11JB/T6980.1塑料薄膜和紙壓敏粘貼標(biāo)牌技術(shù)條件

12NB/T47013.3-2015承壓設(shè)備無損檢測第3部分：超聲檢測

13NB/T47013.5-2015承壓設(shè)備無損檢測第5部分：滲透檢測

2.標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容

軋機(jī)、平整機(jī)支承輥輥頸和配套軸承在服役過程中，輥頸會(huì)出現(xiàn)不同程度的磨損或損

傷，造成配合間隙增大，直接影響到輥頸與軸承間的穩(wěn)定配合與軋機(jī)精度狀態(tài)，并加速支

承輥輥頸的磨損，給設(shè)備的安全生產(chǎn)帶來很大風(fēng)險(xiǎn)，磨損或損傷超過一定程度就會(huì)導(dǎo)致軋

輥無法繼續(xù)使用。因此，必須采用合適的修復(fù)工藝對此類支承輥輥頸進(jìn)行尺寸與性能恢復(fù)，

以減少因裝配間隙逐步增大造成的軋制穩(wěn)定性下降和安全風(fēng)險(xiǎn)。

激光熔覆是近年來一種新興的表面增材強(qiáng)化技術(shù)，與常規(guī)的堆焊技術(shù)相比，具有優(yōu)質(zhì)、

高效、節(jié)能、節(jié)材、環(huán)保等眾多優(yōu)點(diǎn)。為了降低生產(chǎn)成本和能源消耗、實(shí)現(xiàn)軋輥全生命周

期管理，寶山鋼鐵股份有限公司近年來開展了閑置軋輥循環(huán)利用關(guān)鍵技術(shù)研究及多基地示

范應(yīng)用，并采用激光熔覆技術(shù)成功實(shí)現(xiàn)多支鍛鋼支承輥的輥頸修復(fù)并在現(xiàn)場應(yīng)用至今，不

僅實(shí)現(xiàn)了輥頸磨損和損傷支承輥的循環(huán)再利用，而且修復(fù)后的輥頸使用性能優(yōu)異，顯著提

高了輥頸的耐磨性及使用壽命，得到現(xiàn)場應(yīng)用單位的高度認(rèn)可。隨著鋼鐵企業(yè)降本增效需

求的日益增加和激光熔覆價(jià)格的不斷降低，激光熔覆技術(shù)將會(huì)在軋輥輥頸修復(fù)中得到推廣

應(yīng)用。

對鍛鋼支承輥輥頸進(jìn)行激光熔覆修復(fù)由我國原創(chuàng)，目前尚無可供參考的國際和國內(nèi)標(biāo)

準(zhǔn)，在推廣過程中，部分鋼廠不敢輕易嘗試新技術(shù)，抑制了行業(yè)發(fā)展；此外，由于沒有技

術(shù)標(biāo)準(zhǔn)作為指導(dǎo)，將會(huì)造成激光修復(fù)質(zhì)量良莠不齊，嚴(yán)重影響該行業(yè)的健康、有序發(fā)展。

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鍛鋼支承輥輥頸激光熔覆修復(fù)的總體要求和激光熔覆修復(fù)要求，描述了

相應(yīng)的檢驗(yàn)方法、標(biāo)記、包裝和貯存以及資料提供和文檔管理，規(guī)范了鍛鋼支承輥輥頸激

光熔覆修復(fù)的技術(shù)要求，以提升激光熔覆修復(fù)的質(zhì)量，確保鍛鋼支承輥輥頸修復(fù)后的使用

性能和壽命。制定鍛鋼支承輥輥頸激光熔覆修復(fù)技術(shù)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，將有利于保持技術(shù)領(lǐng)先、

對行業(yè)的引領(lǐng)以及后續(xù)的推廣應(yīng)用，對促進(jìn)軋鋼行業(yè)健康發(fā)展和綠色制造技術(shù)的不斷進(jìn)步

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具有重要意義。

三、是否有對應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

本標(biāo)準(zhǔn)是首次制定，目前尚無對應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

與其他相近標(biāo)準(zhǔn)的對比情況：經(jīng)資料查閱，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《YB/T4914-2021冶金軋輥堆焊

再制造通用技術(shù)條件》與本團(tuán)標(biāo)有所關(guān)聯(lián)。該行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了冶金軋輥堆焊再制造性的評

估方法、缺陷處理、技術(shù)要求、質(zhì)量檢驗(yàn)、涂覆、包裝和標(biāo)識。該標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容中雖有提及支

承輥，但該標(biāo)準(zhǔn)只是適用于以堆焊工藝方法再制造的冶金軋輥，特別是針對采用焊絲堆焊

進(jìn)行輥面再制造。本次制定團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)為針對特殊要求的鍛鋼類支承輥的輥頸而非輥面，采

用綠色激光熔覆工藝進(jìn)行修復(fù)，與對比行標(biāo)的針對對象、采用的技術(shù)方法和技術(shù)要求截然

不同，有必要制定新的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范。

四、主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）情況分析

1.標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)指標(biāo)確定的依據(jù)

寶山鋼鐵股份有限公司及寶鋼日鐵汽車板有限公司冷軋機(jī)組支承輥經(jīng)多年使用，輥頸

均出現(xiàn)不同程度的磨損，通常磨損量在1mm以上，導(dǎo)致輥頸與軸承之間的配合間隙增大，

不僅影響到輥頸與軸承間的配合與穩(wěn)定運(yùn)行，如不及時(shí)修復(fù)還會(huì)導(dǎo)致支承輥輥頸燒損甚至

斷裂等安全風(fēng)險(xiǎn)。前期對輥頸磨損的支承輥采用鑲套方法修復(fù)，經(jīng)多次試修又產(chǎn)生了新的

問題，所鑲薄壁套會(huì)產(chǎn)生變形，導(dǎo)致輥頸和鑲套配合松動(dòng)并形成跑圈現(xiàn)象。為此，公司先

后開展了《連退支承輥輥頸磨損再造修復(fù)研究》和《冷軋連退支承輥輥頸磨損激光增材修

復(fù)》兩項(xiàng)科研項(xiàng)目，對該問題進(jìn)行攻關(guān)研究及應(yīng)用驗(yàn)證。

輥類的磨損通常采用電弧堆焊、電鍍硬鉻、熱噴涂及激光熔覆等表面涂層方法進(jìn)行尺

寸修復(fù)。在修復(fù)工藝的選擇上，鑒于支承輥輥體材料為Cr5系合金鍛鋼，此類高碳材質(zhì)可

焊性很差。常規(guī)電弧堆焊因熱輸入量大，焊接稀釋率較高，易在熔合區(qū)及熱影響區(qū)形成脆

性組織，在較大的焊接應(yīng)力作用下極易形成裂紋等缺陷，顯然此方法在鍛鋼支承輥的尺寸

及性能修復(fù)上風(fēng)險(xiǎn)較大；熱噴涂工藝制備的涂層與基體為物理結(jié)合，結(jié)合力一般不超過70

MPa，無法承受沖擊或碾壓載荷，且熱噴涂涂層制備厚度通常只有0.1-0.3mm，難以滿足

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磨損輥頸的修復(fù)需求；電鍍硬鉻工藝同樣在修復(fù)厚度上受限，且不符合綠色環(huán)保要求。而

激光熔覆修復(fù)工藝可制備與基體冶金結(jié)合的涂層，涂層制備厚度通常在0.5-3mm，理論上

可制備無限厚度涂層；同時(shí)因激光光斑直徑小，熔池冷卻速度快，熱輸入量及熱影響區(qū)范

圍都比較小，不會(huì)影響到軋輥本體性能；通過調(diào)整工藝可有效控制涂層稀釋率，小的涂層

厚度就能獲得所設(shè)計(jì)涂層的目標(biāo)成分，同時(shí)因填充材料為合金粉末，材料可選范圍廣，更

易進(jìn)行涂層成分設(shè)計(jì)。

通過各修復(fù)工藝特點(diǎn)及試驗(yàn)比對，最終選擇采用激光熔覆修復(fù)工藝路線，并在實(shí)際支

承輥上進(jìn)行應(yīng)用驗(yàn)證，如圖1所示。

圖1冷軋支承輥輥頸激光熔覆修復(fù)

對激光熔覆修復(fù)后的支承輥輥頸機(jī)械加工到成品尺寸，并進(jìn)行成品無損探傷檢驗(yàn)，檢

驗(yàn)結(jié)果如圖2所示，表面PT著色探傷及UT超聲檢測均合格。

圖2修復(fù)輥頸無損探傷檢驗(yàn)

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基于上述兩項(xiàng)科研項(xiàng)目的試驗(yàn)開發(fā)及支承輥輥頸實(shí)物修復(fù)案例進(jìn)行總結(jié)，形成了鍛鋼

支承輥輥頸激光熔覆修復(fù)技術(shù)規(guī)范。

2.標(biāo)準(zhǔn)編制后的試用驗(yàn)證情況

本標(biāo)準(zhǔn)中涉及的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)均已在生產(chǎn)實(shí)踐中得到驗(yàn)證，具體應(yīng)用案例如表2所示。

根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)及流程進(jìn)行試用驗(yàn)證，不僅實(shí)現(xiàn)了輥頸磨損和損傷支承輥

的循環(huán)再利用，有效解決閑置軋輥循環(huán)利用問題，而且修復(fù)后的輥頸使用性能優(yōu)異，顯著

提高了輥頸的耐磨性及使用壽命，得到現(xiàn)場應(yīng)用單位的高度認(rèn)可。試用結(jié)果證明標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)

先進(jìn)，方法科學(xué)，具有良好的可操作性，能夠很好地滿足生產(chǎn)實(shí)踐的要求。

表2用于標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證的生產(chǎn)實(shí)踐案例

序號驗(yàn)證產(chǎn)線修復(fù)部位激光熔覆涂層厚度激光修復(fù)產(chǎn)品壽命

寶鋼日鐵汽車板2019年12月至今，大幅改善軸頭

1支承輥傳動(dòng)扁頭1.5mm

有限公司使用性能

寶鋼日鐵汽車板2020年1月至今，使用狀態(tài)正常，

2支承輥軸頸2.2mm

有限公司耐磨損能力較修復(fù)前明顯提升

寶鋼日鐵汽車板2020年4月至今，使用狀態(tài)正常，

3支承輥軸頸2.5mm

有限公司耐磨損能力較修復(fù)前明顯提升

寶鋼日鐵汽車板2022年1月上機(jī)，大幅改善軸頭

4支承輥傳動(dòng)扁頭2.0mm

有限公司使用性能

寶鋼日鐵汽車板2022年3月上機(jī)，大幅改善軸頭

5支承輥傳動(dòng)扁頭2.0mm

有限公司使用性能

2023年3月至今，使用狀態(tài)正常，

6寶鋼股份冷軋廠支承輥軸頸2.8mm

耐磨損能力較修復(fù)前明顯提升

寶鋼日鐵汽車板2023年8月上機(jī)，大幅改善軸頭

7支承輥傳動(dòng)扁頭2.0mm

有限公司使用性能

8寶鋼股份冷軋廠支承輥軸頸2.0mm2023年10月上機(jī)，使用狀態(tài)良好

五、標(biāo)準(zhǔn)中涉及專利的情況

未查詢到標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)涉及專利，不涉及知識產(chǎn)權(quán)問題。

六、預(yù)期達(dá)到的社會(huì)效益、對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用等情況

鍛鋼支承輥是軋機(jī)、平整機(jī)的核心部件，其使用性能直接影響產(chǎn)線順行、生產(chǎn)消耗及

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產(chǎn)品質(zhì)量，制造要求極高，是代表國家大型裝備制造能力及創(chuàng)新水平的標(biāo)志性產(chǎn)品。

由于目前尚無激光修復(fù)鍛鋼支承輥輥頸可供參考的國際和國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，沒有統(tǒng)一的技術(shù)

規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)作為指導(dǎo)。因此，制定鍛鋼支承輥輥頸激光熔覆修復(fù)技術(shù)規(guī)范，將有利于保持

技術(shù)領(lǐng)先、對行業(yè)的引領(lǐng)以及后續(xù)的推廣應(yīng)用，確保鍛鋼支承輥輥頸修復(fù)后的使用性能和

壽命，不僅經(jīng)濟(jì)效益顯著，而且對促進(jìn)軋鋼行業(yè)健康發(fā)展和綠色制造技術(shù)的不斷進(jìn)步具有

重要意義